国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 张明江 武国良

　　国网黑龙江省电力有限公司 王宏

　　国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院 祖光鑫 师广志 姜鹏

　　1 引言

　　近年来，随着电力牵引机车、交流电弧炉等不平衡负荷和风电、光伏等新能源的日益增多，电力系统三相不平衡越来越严重[1-2]。三相不平衡将引起电气设备的不正常运行、系统附加损耗增大、干扰通讯系统等一系列不良影响[3-4]。《中华人民共和国电力法》第三十二条规定：“用户用电不得危害供电、用电安全和扰乱供电、用电秩序。对危害供电、用电安全和扰乱供电、用电秩序的，供电企业有权制止。”

　　对于干扰影响电能质量和污染电气安全使用环境的电气设备、工程，必须在该设备、工程立项前，根据当地电网条件、国家标准和有关规定，对其接入电网运行产生的干扰、影响进行技术评估。发现不符合规定时，该设备、工程应采取措施，并应与其同时设计、同时建设、同时验收、同时投入使用。否则不与该用户签订供用电合同，严禁“先污染，后治理”的现象再度发生。

　　本文单独针对纯有功三相不平衡负荷在电能质量评估中的三相不平衡超标时补偿容量的计算进行研究，得到了补偿容量的实用化计算方法。

　　2 三相平衡化补偿的原理

　　2.1 理想补偿导纳网络

　　假设电源电压是平衡的，负荷用图1a）的三角形连接的网络表示[5-7]。图中 、 和 为纯电导并且互不相等。任何不接地的星形连接负荷通过Y-△变换都可以表示成图1a）的三角形连接形式。

　　综上所述，在纯有功三相不平衡的情况下，只要补偿容量大于等于负序容量的2倍即可满足要求。

　　3 仿真结果

　　本文的仿真软件采用的是美国Mathworks公司的MATLAB软件。Mathworks开发的SIMULINK是MATLAB里的工具箱之一，主要功能是实现动态系统建模、仿真与分析，从而可以在实际系统制作出来之前，预先对系统进行仿真与分析。同时，可以对系统作适当的实时修正或按照仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数，以提高系统的性能，减少设计系统过程中反复修改的时间，实现高效地开发系统的目标。它支持线性和非线性系统，建立连续时间模型、离散时间模型以及两者的混合型，具有模块化、可重载、图形化编程、可视化和可封装等特点，大大提高系统仿真的效果和可靠性。SIMULINK仿真工具箱包括专门用于电气仿真的电力系统模块PSB（Power System Block），这个模块集包括典型电力设备的模型，如变压器、线路、电机以及电力电子学等[15-16]。这些模型是建立在Hydro-Quebec电力系统测试和仿真实验室的实践经验基础上的，对电力系统仿真带来极大方便。

　　从图4～图7中可以看出，补偿后负序电流基本为零，三相电压不平衡度大幅度下降，验证了理论推导的正确性，提高了电能质量。

　　4 结束语

　　对于纯有功三相不平衡负荷，根据理想补偿导纳网络和对称分量法推导出了由负序电流表达的补偿容量准确计算公式，解决了负荷导纳不容易测量和负荷各相的有功功率不确定的问题，为前期电能质量评估工作和电能质量治理工作带来的极大的便利。最后，搭建了基于matlab的仿真模型，通过仿真验证了理论推导的正确性和有效性，同时提高了电能质量。

　　参考文献

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　　[16] 吴天明,赵新力,刘建存.MATLAB电力系统设计与分析[M].北京:国防工业出版社,2010.

　　作者信息

　　张明江（1979- ），男，黑龙江省鹤岗市人，硕士学位，高级工程师，主要从事电能质量分析与控制及新能源并网工作。

　　武国良（1980- ），男，高级工程师。

　　祖光鑫（1985- ），男，2011年毕业于东北大学电工理论与新技术专业，硕士，主要从事新能源技术研究工作。

　　师广志（1986- ），男，助理工程师，主要从事电能质量及新能源并网测试工作。